40Mn2钢的热处理工艺研究

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微合金非调质40Mn2V钢管的变形抗力研究

第32卷第3期武汉科技大学学报V ol.32,N o.32009年6月Journal of Wuh an U niversity of Science and T echnology Jun.2009 收稿日期:2009201209 基金项目:国家“863”计划资助项目(SQ2008AA03Z5471719). 作者简介:方　剑(19802),男,武汉科技大学博士生.E 2mail :jian_gou_gou @ 通讯作者:袁泽喜(19462),男,武汉科技大学教授,博士生导师.E 2mail :yuanzexi @微合金非调质40Mn2V 钢管的变形抗力研究方　剑1,2,谢凯意2,邹喜洋2,袁泽喜1(1.武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室,湖北武汉,430081;2.衡阳华菱钢管(集团)有限公司技术中心,湖南衡阳,421001)摘要:采用G leeble 21500热模拟实验机对微合金非调质40Mn2V 钢管的变形抗力进行了研究。

结果表明,变形温度越高,变形速率越低,钢管变形抗力越小。

变形抗力对数值ln σ随着温度升高和变形速率对数值ln ε・的增大,分别呈线性减小和线性增大,且变形抗力与变形程度呈非线性关系。

采用Matlab 软件拟合出了微合金非调质40Mn2V 钢管的变形抗力公式,其拟合度R 为0.9663。

关键词:微合金非调质钢管;变形条件;变形抗力中图分类号:T G 335.11 文献标志码:A 文章编号:167423644(2009)0320238204 微合金非调质钢管在热轧生产形变过程中是一个热激活过程,其变形抗力是金属压力加工理论、工艺和设备力能参数计算最基本的参数之一,也是影响钢管表面质量的重要因素,变形抗力模型是计算机控制锻压和轧制生产最基础的数学模型[124]。

然而,变形抗力的影响因素繁多且较为复杂,单从理论研究难以满足实际生产要求[526]。

为此,本文通过Gleeble 21500热模拟实验机,模拟微合金非调质40Mn2V 钢管的热轧变形过程,分析变形条件对变形抗力的影响,并拟合出40Mn2V 钢的变形抗力公式,以期为40Mn2V 钢管实际生产、工艺优化、产品性能改善等提供理论依据。

40Mn2圆钢的研制开发实践

｜
｜ｌｌｌ＿ｌ一
表２４Ｍｎ０２圆钢力学性能
顶锻试验。顶锻后的试样完好，无肉眼可辨的
裂口和裂缝。热顶锻试样实物见图１。
表３圆钢实物产品检测结果
技术要求
图１圆钢热顶锻后实物
４５金相组织．
ｗ
（）Ｉ０００％，则必须经过脱硫处理，将Ｓ＞．４
ｌ ■
Ｗ
（Ｓ）处理到０２％以下才能人炉。铁水按正．００（）造渣：终渣碱度控制在３～．。２．４０５（）终点控制目：出钢Ｗ（）为（．～３标Ｃ０６０
３轧制工艺．３４Ｍ２ — ｎ０ｎ为ＣＭ合金结构钢系列，钢坯的加热质量及轧制工艺控制均极为关键。既要保证钢坯加热均匀，又要防止脱碳和粘钢，同时要保证轧后具备一定的堆冷温度。钢坯加热炉气
ＣＨＥａ－ｏｇＮＸｉｏｌｎＤＥＮＧＳｅｈｎ
（ｅｈｉｕｅｔ）ＴｃｎｑｅＣｎｅｒ
ＡｂｔａｔＤｅｅｏｍｅｔｎｒｄｃｉｎｏ０２ｒｕｄｓｅｌｅｅｉｔｄｃｄｗｉｅｐｃｆｃｍｐ — ｓｒｃ：ｖｌｐｎｄｐｏｕｔｎ４Ｍｎｏｎｔｅｒｎｒｕｅｔｒｓｅｔｏｏｏ— ａｏｗｏｈｓｉｎｄｓｎｐｏｕｔｎｐｏｅｕｅｍｅｈｎｃｌｒｐｒｉｓｍｅａｌｈｓｎｐｌａｉｎｉｏｅｉ，ｒｄｃｉｒｃｄｒ，ｃａｉａｏｅｔ，ｔｌｃｐａｅａｄａｐｉｔ．ｔｇｏｐｅｉｃｏ

40Mn2力学性能

40Mn2介绍40Mn2，合金结构钢。

标准：GB/T 3077-1999 【主要特性】这是一种中碳调质锰钢，钢的强度、塑性和耐磨性都较高，可切削性及热处理工艺性能亦好，在油中临界淬透直径达8.5～23mm，在水中临界淬透直径达20～42mm；但存在回火脆性和过热敏感性，而且淬火时易于开裂。

此钢有白点敏感性，冷变形塑性不高，焊接性差，需要预热到100～425℃后方可焊接。

【应用举例】一般在调质状态下使用，可用于制造重负荷条件下工作的零件，如轴、曲轴、车轴、活塞杆、蜗杆、杠杆、连杆、有负荷的螺栓、螺钉、加固环、弹簧以及其它调质件。

一般用于直径小于50mm的小截面重要零件时，这种钢的静强度及疲劳性能均与40Cr钢相当，故可作40Cr的代用钢。

化学成分【化学成分】（质量分数）（%）碳C：0.35～0.45 硅Si：0.20～0.40锰Mn：1.60～1.80 磷P：《0.030 （残留含量）硫S：《0.030 （残留含量）铬Cr：≤0.309 (残留含量) 镍Ni：≤0.30 （残留含量）铜Cu：≤0.25 （残留含量）力学性能【力学性能】试样毛坯尺寸（mm）：25 热处理：第一次淬火加热温度（℃）：840；冷却剂：水、油第二次淬火加热温度（℃）：- 回火加热温度（℃）：540；冷却剂：水抗拉强度（σb/MPa）：≥885 屈服点（σs/MPa）：≥735 断后伸长率（δ5/%）：≥12 断面收缩率（ψ/%）：≥45 冲击吸收功（Aku2/J）：≥55 布氏硬度（HBS100/3000）（退火或高温回火状态）：≤217试样尺寸：试样毛坯尺寸为25mm 40Mn2交货状态：以热处理（正火、退火或高温回火）或不热处理状态交货，交货状态应在合同中注明。

40crni2mo热处理工艺(一)

40crni2mo热处理工艺(一)40CrNi2Mo热处理工艺简介40CrNi2Mo是一种高强度合金钢，在机械制造领域得到广泛应用。

为了进一步提高其性能，热处理工艺起到了重要的作用。

以下是关于40CrNi2Mo热处理工艺的相关内容。

确定热处理目标1.提高40CrNi2Mo的硬度和强度2.完善材料的韧性和抗疲劳性能3.保持合金钢的整体性能，并防止出现裂纹和变形热处理工艺步骤1. 预处理1.清洁材料表面，除去杂质和氧化物2.确保材料均匀加热，避免产生局部过热2. 加热1.采用均匀加热的方式，确保整个材料达到所需温度2.控制加热速率，避免材料表面过热和内部温度梯度过大3. 保温1.保持材料在所需温度下保持一定时间，使其达到均匀相变2.根据具体要求和合金钢的组织特点，确定保温时间4. 冷却1.采用适当的冷却介质和速率，使材料快速冷却2.控制冷却速率，避免材料过快冷却引起的裂纹和变形5. 回火1.在冷却后，对材料进行回火处理，降低硬度并提高韧性2.根据需要，确定合适的回火温度和时间结果分析通过合理的热处理工艺，40CrNi2Mo合金钢可以获得以下优点：* 提高材料的强度和硬度，增加使用寿命 * 改善材料的韧性和抗疲劳性能，提高可靠性 * 控制材料的整体性能，减少裂纹和变形的风险总结40CrNi2Mo热处理工艺的选择和控制对于材料性能的提升至关重要。

通过合适的预处理、加热、保温、冷却和回火步骤，可以有效地改善40CrNi2Mo的性能，并提高其使用寿命和可靠性。

热处理工艺需要根据具体要求和合金钢的特点进行调整，以获得最佳的效果。

优化热处理工艺参数1.改变加热温度和保温时间，以实现理想的晶粒尺寸和相变组织2.调整冷却速率，使材料快速冷却，获得较高的硬度和强度3.确定合适的回火温度和时间，平衡硬度和韧性的关系防止热处理缺陷1.严格控制热处理过程中的温度，避免超温和过热2.均匀加热材料，减少温度梯度和残余应力3.采取适当的冷却方法，避免材料急剧冷却引起的裂纹和变形质量控制及检测1.制定严格的质量控制标准，确保热处理工艺的稳定性和可靠性2.使用金相显微镜、硬度计等设备进行材料的组织结构和性能检测3.对热处理后的材料进行全面的物理力学性能测试，如拉伸强度、冲击韧性等快速热处理技术的应用1.采用高速加热和冷却技术，提高热处理的效率和质量2.利用先进的热处理设备和控制系统，实现快速、精确的热处理过程3.结合仿真和模拟技术，优化热处理工艺，减少试验时间和成本热处理后工艺1.对热处理后的材料进行喷砂、打磨等表面处理，提高外观质量2.进一步加工和组装材料，以满足特定的工程要求3.对热处理工艺和工艺参数进行优化和改进，提升热处理效果通过合理的热处理工艺及时调整和优化，可以实现40CrNi2Mo合金钢的全面性能提升，满足不同领域的需求。

热处理工艺

40mn2热处理工艺
《40mn2 热处理工艺那些事儿》
嘿呀，咱今天就来说说 40mn2 热处理工艺这玩意儿。

我记得有一次啊，我去一个工厂参观。

当时就看到工人们在那摆弄着一些钢材，后来才知道那就是 40mn2 呢。

他们把这些钢材放进一个大炉子里面，说是要进行热处理。

我就好奇呀，这到底是咋个处理法呢。

只见那些工人师傅们可认真了，就像对待宝贝似的。

先把温度调到合适的度数，然后就一直盯着那个仪表，生怕出啥差错。

我在旁边看着都觉得紧张呢。

等温度到了，那炉子里就开始红彤彤的啦，感觉特别神奇。

接着，他们又进行了一系列我不太懂的操作，又是冷却啦，又是啥的。

我就像个好奇宝宝一样在旁边问这问那的。

师傅们也不烦，还耐心地给我解释。

经过这一番热处理之后啊，那些 40mn2 钢材就好像变了个样似的，感觉更结实更耐用了。

我这才明白，原来热处理工艺这么重要啊，可以让这些钢材变得这么厉害。

哎呀，这就是我对 40mn2 热处理工艺的一次有趣观察和体验啦。

真的是让我大开眼界呀，也让我知道了原来还有这么神奇的工艺存在呢！以后再看到 40mn2 钢材，我肯定就会想起这次经历啦。

嘿嘿！。

实验报告：40钢试样退火、正火、淬火、热处理

实验报告：40钢试样退火、正火、淬火、热处理实验报告：40钢试样退火、正火、淬火、热处理西安交通大学实验报告课程_机械工程材料_实验名称____________________ 系别______________________实验日期年月日专业班号____________组别_________交报告日期年月日姓名_______学号______________报告退发（订正、重做）同组者____________________________________教师审批签字实验名称一、实验目的（1）了解碳钢热处理操作。

（2）学会使用洛氏温度计测量材料的硬度性能值。

（3）利用数码显微镜获取金相组织图像，掌握热处理后的钢的金相组织分析。

探讨淬火温度、淬火冷却温度、回火温度T12钢的组织和性能影响。

二、实验内容（1）40钢试样退火、正火、淬火、热处理。

（2）用洛氏硬度计测定试样热处理实验前后的硬度。

（3）观察样品，获取其纤维组织图像对照金相图谱，分析讨论本次实验可能获得的典型组织：片状珠光体、片状马氏体、板条状马氏体、回火马氏体、回火托氏体、回火索氏体等的金相特征。

三、实验概述（1）热处理工艺参数的确定Fe-Fe3C状态图和C-曲线是制定碳钢热处理工艺的重要依据。

热处理工艺参数主要包括加热温度、保温时间和冷却速度。

（2）基本组织的金相特征碳钢经热退火后可得到（近）平衡组织，淬火之后则得到各种不平衡组织。

普通热处理除退火、淬火之外还有正火和回火。

这样在研究钢热处理后的组织时，还要熟悉索氏体、托氏体、回火马氏体、回火托氏体、回火索式体等基本组织的金相特征。

（3）金相组织的数码图像金相组织照片可提供材料内在质量的大量信息及数据，金相分析是材料科研、研发及生产中的重要分析手段。

XJP-6A金相显微镜数字采集系统是在XJP-6光学显微镜基础上，添加光学适配镜，通过图像采集和信息化处理，提供计算机数码图像的系统，可获得真实、精细的影像，以及高品质的金相显微组织照片四、实验材料及设备（1）砂纸、玻璃板、抛光机等金相制样设备。

实验报告：40钢试样退火、正火、淬火、热处理

西安交通大学实验报告课程_机械工程材料_实验名称_______________系别_____________________ 实验日期年月日专业班号___________ 组别_________ 交报告日期年月日姓名______ 学号_____________ 报告退发（订正、重做）同组者____________________________________ 教师审批签字实验名称一、实验目的（1）了解碳钢热处理操作。

（2）学会使用洛氏温度计测量材料的硬度性能值。

（3）利用数码显微镜获取金相组织图像，掌握热处理后的钢的金相组织分析。

探讨淬火温度、淬火冷却温度、回火温度T12 钢的组织和性能影响。

二、实验内容（1）40 钢试样退火、正火、淬火、热处理。

（2）用洛氏硬度计测定试样热处理实验前后的硬度。

三、实验概述（1）热处理工艺参数的确定Fe-F&C状态图和C曲线是制定碳钢热处理工艺的重要依据。

热处理工艺参数主要包括加热温度、保温时间和冷却速度。

（2）基本组织的金相特征碳钢经热退火后可得到（近）平衡组织，淬火之后则得到各种不平衡组织。

普通热处理除退火、淬火之外还有正火和回火。

这样在研究钢热处理后的组织时，还要熟悉索氏体、托氏体、回火马氏体、回火托氏体、回火索式体等基本组织的金相特征。

（3）金相组织的数码图像金相组织照片可提供材料内在质量的大量信息及数据，金相分析是材料科研、研发及生产中的重要分析手段。

40mn2热处理工艺

40mn2热处理工艺嘿，你知道吗？在金属的世界里，有一种叫做40Mn2的材料，就像是一个等待被雕琢的璞玉。

今天，咱就来好好聊聊它的热处理工艺，这可真是个超有趣的事儿呢！我有个朋友，他在一家机械加工厂上班。

有一次，他就跟我说起40Mn2这个材料。

他说啊，这40Mn2看起来普普通通的，但是经过合适的热处理工艺之后，那简直就像换了一副模样，性能提升可不是一星半点。

我当时就好奇得不行，啥样的热处理工艺有这么大的魔力呢？40Mn2属于中碳调质锰钢。

首先呢，咱们得讲讲淬火这个环节。

淬火就像是给40Mn2来一场烈火中的洗礼。

一般来说，要把40Mn2加热到合适的温度范围，这个温度啊，就像是一把精准的钥匙，温度低了，那效果出不来；温度高了呢，又容易出问题。

就好比做饭，火候小了，饭菜不熟；火候大了，就烧焦了。

那40Mn2淬火时的加热温度大概在840 - 860℃左右。

在这个温度下，40Mn2内部的组织结构开始发生变化，就像一群沉睡的士兵被唤醒，准备接受新的指令。

这时候啊，把加热好的40Mn2迅速放进冷却液里冷却。

冷却液的选择也很重要呢！就像给战士选择合适的装备一样。

常用的冷却液有水、油之类的。

水的冷却速度快，就像一阵疾风，能让40Mn2迅速冷却下来，不过也比较容易产生裂纹，这可就像战士在冲锋的时候不小心受了伤。

油的冷却速度相对慢一些，比较温和，但是如果想要达到特定的硬度，可能就需要更精心地控制淬火过程。

我那朋友就跟我说，他们厂里为了找到最适合的淬火冷却液，那可是做了不少试验呢。

有时候淬火出来的40Mn2，硬度不够，他们就会互相打趣说：“哎呀，这就像个软脚虾，可不行啊！”然后又重新调整淬火的参数。

淬火之后呢，就是回火啦。

回火就像是给淬火后的40Mn2来一次安抚，让它从淬火时的紧张状态中放松下来。

回火的温度通常在500 - 650℃之间。

如果把淬火后的40Mn2比作是一个刚刚经历了大战的紧张士兵，那么回火就是让他好好休息、调整状态的过程。

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１８％，ｓ０２～Ｏ４％，ｓ．Ｏｉ．０为．０Ｗ和Ｐ ≤ ００。均．２
是一种中碳锰钢，的强度、钢塑性和耐磨性都较高，可
切削性及热处理工艺性能亦好。但存在回火脆性和过热敏感性，而且淬火时易于开裂。山西电力设备厂用４Ｍｎ０２钢制作细碎机的衬板，由于硬度不高，耐磨性不好，容易开裂，造成了一定的经济损失。因此通过不同的热处理工艺对其性能进行进一步研究。
０３～．７
０４．４
０１～
≤
≤
≤
≤
≤
０３．０
００５０３０３０１．３．０．Ｏ．５
４Ｍｎ０２的机械性能指标见表２。２不同热处理时４Ｍｎ０２的显微组织和力学性能
了钢的强度，同时它还具有良好的强韧性。锰可降低
４８０３ ℃加热４００ ℃等温回火
钢的临界点，促进马氏体的形成；锰还是弱碳化物形
成元素，在平衡状态下，４Ｍｎ０２钢中锰只有小部分形成渗碳体，大部分溶于铁素体中，对铁素体起固溶强
１厂Ｄ
化作用；它可使共析温度降低，使珠光体分散度增加，
细化珠光体组织，有利于钢的强度提高。
表１４Ｍｎ０２钢的化学成分（量分数）质
ＣＳｉＭ“ Ｐ、ＳＣｒＮｉＭＯＣＵ
回火主要是使淬火后得到的不稳定组织转变为稳
定组织，降低淬火应力以及提高耐磨钢的塑韧性，使
耐磨钢淬火后具有高的硬度和耐磨性。在８０３火Ｃ淬后，别在２０分０ ℃、４０Ｃ、６０回火，表３以看００℃ 从可出不同的热处理工艺，４Ｍｎ０２钢显微组织不同，力学性能不同。随着回火温度的升高，硬度降低。耐磨性和硬度与回火温度的关系见图１。在回火状态耐磨性基本上正比于硬度。ＥＲｂｎｗｃ与．ａｉｏｉｚ方程
件，如轴、曲轴、车轴、活塞杆、蜗杆、杠杆、连杆、螺栓、螺钉、固环、加弹簧以及其他调质件。０２钢４Ｍｎ
实验用钢的化学成分为：Ｃ的质量分数ｃ为０３～０４％，Ｍｎ的质量分数．５．４为１４～．Ｏ
ＭＰａ１ＨＢ
≥８５８
≥７５３
≥ ｌ２
≥ ４５
９５５
≤２７ｌ
表３４Ｍｎ０２钢的热处理工艺、显微组织和力学性能
序号ｌ热处理工艺显微组织硬度抗拉强度
ＨＶＭＰａ
关键词：４Ｍｎ０２钢；热处理；研究・
中图分类号：Ｔ６Ｇ１２
文献标识码：Ａ
０引言
２１回火温度对４Ｍｎ．０２钢性能和组织的影响
４Ｍｎ０２钢广泛用于制造重负荷条件下工作的零
１４Ｍｎ０２钢的化学成分和力学性能指标
不同热处理时，０２的显微组织和力学性能见表３４Ｍｎ。
表２４Ｍｎ０２的机械性能指标
抗拉强度ＭＰ
ａ
屈服强度巩断后延断面收冲击吸硬度（退伸率５缩率收功以火状态）
第１期（第１８）总５期
２１００年２月
机械工程与自动化
ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ＆ＡＵＴ０ＭＡＴ１０Ｎ
Ｎｏ．１
Ｆｅｂ．
文章编号：６２６１（０００ — １３０１７ —４３２１）１０２—２
５９２
ｌ９０５
２３
８０３ ℃水淬＋４０回火０Ｃ８０３ ℃水淬＋６０回火０℃
回火屈氏体回火索氏体
贝氏体．
３６７２８３
２７７
１２０５７Ｏ６
９０１
素，使其对组织中的铁素体有显著的强化，从而提高
４Ｍｎ０的热处理工艺研究２钢
匡利华，付建华
（原科技大学，山西太原太００２）３０４
摘要：过不同的热处理工艺研究了４Ｍｎ通０２钢的显微组织和力学性能的变化，出了４Ｍｎ钢随淬火温度和得０２回火温度不同而引起其显微组织和力学性能的变化情况。因此在进行热处理时可通过严格控制淬火温度和回火温度以得到想要的组织和力学性能。
４Ｍｎ０２的化学成分见表１。其化学成分主要以
Ｆ、Ｃ、Ｍｎｉｅ、Ｓ为主，含有微量的Ｃ、Ｎｉｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｐ、Ｓ等元素。４Ｍｎ０２钢是在普通结构钢中加入锰元
８０３ ℃水淬＋２０回火回火马氏体＋０℃ 少量碳化物